超声技术降解水中双酚A的性能和机理研究

以内分泌干扰物双酚A(BPA)为目标物,分别探讨了超声体系性能指标及各水质参数对BPA降解的影响,分析BPA超声降解机理。结果表明,超声频率和功率密度显著影响超声的化学性能,其中超声频率400 k Hz对BPA降解率最高。BPA降解的准1级速率常数k(BPA)与热功率密度(PD)呈线性相关。此外,超声降解BPA主要由气液界面的HO~·氧化引起,BPA的降解率随着初始BPA含量的增加而降低,初始温度对超声降解BPA影响较小,酸性条件下有利于BPA的降解。各种常见阴离子中,Cl~-、SO_4~(2-)、CO_3~(2-)和NO_3~-对超声降解BPA的影响不大,而HCO_3~-和NO_2~-表现出较明显的抑制作用。BPA分子苯环的羟基化和C-C键的断裂是超声降解主要降解途径。     

紫外-过氧乙酸光化学降解水中的三氯生

对UV/PAA降解三氯生(TCS)进行了研究。结果表明,TCS在UV/PAA中的降解符合准一级反应动力学,体系中羟基自由基(HO·)促进了 TCS的降解。初始pH对TCS的降解影响显著,pH越高TCS的降解速率越快。随着PAA投加量的提高,TCS的降解效率也逐渐提高,但同时PAA也能与TCS竞争HO·。虽然HCO_3~-和Cl~-可与HO·反应,但它们对TCS的降解几乎无影响;SO_4~(2-)和Cu~(2+)对TCS的去除也基本无影响。由于HO·的产生,NO_3~-能够显著促进TCS的去除,且促进作用随着NO_3~-含量的增加而增大。Fe~(3+)和NOM的存在能够抑制TCS的去除,且抑制作用随着它们含量的提高而增大。TCS可能的转化机理主要包括5种不同的反应路径:醚键断裂、环化反应、脱氯反应、羟基化、脱氢反应。     

Fe2+/过碳酸盐催化氧化修复四氯乙烯污染地下水的机理及应用

采用Fe~(2+)催化过碳酸钠(SPC)工艺对四氯乙烯(PCE)污染地下水进行修复,考察了氧化剂、催化剂浓度对PCE降解过程的影响。分别以硝基苯和四氯化碳为HO·探针和还原性自由基探针,证实了Fe~(2+)/SPC工艺中存在大量的HO·和少量的O_2~(·-);分别以异丙醇及氯仿为HO·及还原性自由基的清扫剂考察工艺的主体自由基,结果表明Fe~(2+)/SPC工艺降解PCE的主体自由基为HO.,并通过电子顺磁共振(EPR)试验证实了这一结果。结合实际地下水成分,考察了阴离子(Cl~-、HCO_3~-、SO_4~(2-)、NO_3~-)及腐植酸(HA)对PCE降解过程的影响,结果表明HCO_3~-、CI~-及HA均对降解过程有抑制作用,而SO_4~(2-)、NO_3~-对PCE降解没有显著影响。Cl~-浓度测定结果表明,催化降解过程能使PCE完全脱氯。采用Fe~(2+)/SPC催化降解工艺修复PCE污染地下水具有较好的应用前景,实际应用中应考虑药剂投加量、阴离子和腐植酸等的影响。     

氯离子活化过一硫酸钾降解水中甲氧苄啶

以水中典型药物及个人护理品甲氧苄啶(TMP)为目标污染物,研究了氯离子活化过一硫酸钾(PMS)氧化降解TMP的效能和机理;对比了氯氧化工艺和Cl~–活化PMS对TMP的去除效能;考察了底物初始浓度、NH_4~+、NO_3~–、CO_3~(2–)、HCO_3~–、温度和腐植酸对TMP降解的影响。研究表明,TMP降解过程符合拟一级反应动力学模型,反应动力学常数为0.0296min–1(R~20.97);随着TMP初始浓度的增加,反应速率常数kobs减小;氯氧化工艺和Cl~–活化PMS对TMP的去除率相近,但Cl~-活化PMS降解TMP的反应速率较慢。NH_4~+的存在会抑制降解反应,并且氯氧化工艺对NH_4~+更敏感;NO_3-对降解反应无影响;CO_3~(2–)和HCO_3~–的会抑制降解反应,CO_3~(2–)浓度越大,抑制作用越强。HCO_3-浓度越大,抑制作用越弱;温度越高,反应速率常数越大。根据阿伦尼乌斯方程,得到TMP的反应活化能E_a为66.97kJ/mol;溶液中腐植酸浓度越大,TMP的去除率越小。     

水中常见离子对解毒铬渣除磷的影响

研究了几种常见离子(NO_3~-、SO_2~(4-)、HCO_3~-、SiO_3~(2-)、Ca~(2+)和Mg~(2+))对2种解毒铬渣(600℃和800℃热解解毒)除磷效果的影响.结果表明,与纯水比较,NO_3~-(NaNO_3)和SO_4~(2-)(Na_2SO_4)的存在能提高解毒铬渣的磷去除率;HCO_3~-(NaHCO_3)和SiO_3~(2-)(Na_2SiO_3)会与水中的PO_4~(3-)竞争Ca~(2+)生成沉淀,从而对铬渣除磷起抑制作用;Ca~(2+)和Mg~(2+)的存在能够提高铬渣的除磷率.根据上述结果及水、污水中一般离子含量,初步分析认为对铬渣固磷影响最大的应该是Ca~(2+)、Mg~(2+)和HCO_3~-(CO_3~(2-))离子,前2者起促进作用,后者起抑制作用.     

柠檬酸螯合Fe(Ⅲ)活化过硫酸盐降解活性艳红X-3B

文章研究了柠檬酸螯合Fe(Ⅲ)活化过硫酸盐体系对水中活性艳红X-3B的降解效果。考察了过硫酸盐浓度、Fe(Ⅲ)/柠檬酸(CA)、pH及阴离子(NO_3~-、NO_2~-、HCO_3~-、Cl~-)对X-3B降解效果的影响,并研究体系中产生自由基的贡献率。结果表明,过硫酸盐浓度为0.2 mmol/L时,X-3B降解率最大;X-3B的降解率随Fe(Ⅲ)/CA增大而增大;pH的增大不利于X-3B的降解;无机阴离子的加入抑制X-3B的降解。·OH和SO_4~(·-)在光解过程中的贡献率分别为58%和31%。     

共存阴离子对纳米零价铁去除水中砷和硒的影响

纳米零价铁广泛用于水中砷和硒的去除。以含有类金属离子As(Ⅲ/Ⅴ)、Se(Ⅳ/Ⅵ)及共存阴离子SO_4~(2-)、PO_4~(3-)、NO_3~-、HCO_3~-、Cl~-、F~-的模拟废水为研究对象,采用纳米零价铁进行去除处理,探讨了6种共存阴离子对纳米零价铁去除As(Ⅲ/Ⅴ)和Se(Ⅳ/Ⅵ)的影响。结果表明,共存阴离子对纳米零价铁去除As(Ⅲ/Ⅴ)和Se(Ⅳ/Ⅵ)的影响有所不同;水中共存的SO_4~(2-)、PO_4~(3-)、NO_3~-、HCO_3~-、Cl~-、F~-对纳米零价铁去除Se(Ⅳ)基本无影响;PO_4~(3-)、HCO_3~-的共存对纳米零价铁去除Se(VI)有明显的抑制作用;PO_4~(3-)(5 mmol·L~(-1))和HCO_3~-(100 mmol·L~(-1))对As(Ⅲ)的去除产生了抑制作用;NO_3~-(5 mmol·L~(-1))、Cl~-(50 mmol·L~(-1))、F~-(50 mmol·L~(-1))可促进纳米零价铁对As(Ⅴ)的去除,PO_4~(3-)的共存会抑制纳米零价铁对As(Ⅴ)的去除。     

硫酸根自由基降解诺氟沙星动力学因子优化分析

以第三代氟喹诺酮抗生素诺氟沙星(NOR)为目标,采用基于·SO4-的热活化过硫酸盐(PS)工艺对NOR降解过程中的温度、过硫酸盐浓度、pH、阴离子及探针物质等关键因子进行考察优化研究。结果表明,NOR降解符合拟1级动力学模型,且表观速率常数Kapp与PS浓度和温度具有较好的线型相关性,NOR降解的活化能EA为(85.92±12.11)k J/mol;初始PS浓度及反应温度的升高对诺氟沙星的降解速率呈现促进作用;降解反应的最佳p H为4.0,在pH7情况下反应速率基本不发生改变;体系共存的Cl~-、NO_3~-及CO_3~(2-)对反应均存在不同程度抑制作用,且随着离子浓度升高,抑制作用加强。此外试验发现投加探针物质叔丁醇与苯酚可以有效鉴定不同体系下的自由基反应特性。     

紫外活化过硫酸盐降解磷酸三(1,3-二氯异丙基)酯

采用紫外活化过硫酸盐(UV/PS)去除水体中有机磷阻燃剂磷酸三(1,3-二氯异丙基)酯(TDCPP),探索不同因素对UV/PS降解TDCPP的影响及降解中间产物的转化机制,并考察UV/PS对实际水体中TDCPP的去除效果。结果表明,TDCPP降解反应符合准1级动力学模型,优化反应速率常数(k_(obs))为0.122 2 min~(-1);当PS投加量为50 mg/L、pH为7时,在30 min内TDCPP降解率高达97.9%;溶液中CO_3~(2-)、NO_3~-、Cl~-的存在均会降低UV/PS对TDCPP的去除效率,且抑制作用CO_3~(2-)NO_3~-Cl~-;此外,自由基淬灭实验表明SO_4~(·-)对TDCPP的降解起主导作用。采用液相串联高分辨质谱检测到2种稳定的降解产物。实验结果可为实际水体中有机磷阻燃剂的有效控制提供了新的科学视角。     

离子色谱法测定大气颗粒物中的阴离子

介绍了用离子色谱法测定大气总悬浮颗粒物(TSP)中的F~-、Cl~-、SO_4~(2-)、NO_3~-,对过氯乙烯采样滤膜用去离子水作为提取液进行超声波提取。方法的平均回收率分别为F~- 98.7%,Cl~- 103%,SO_4~(2-) 97.8%,NO_3~- 101%。相对标准偏差为F~- 0.29%,Cl~- 0.32%,SO_4~(2-) 0.25%,NO_3~- 0.30%。     

Bi2MoO6耦合过硫酸盐降解亚甲基蓝

采用简单的水热法成功合成了钼酸铋(Bi_2MoO_6)光催化剂,通过XRD、FESEM对光催化剂的晶体结构和形貌进行分析。在光照射条件下,研究了Bi_2MoO_6耦合过硫酸盐(PS)降解水中亚甲基蓝(MB)的效果,分别考察过硫酸盐浓度、催化剂投加量、初始pH、共存阴离子和腐殖酸对MB降解效果的影响。结果表明,PS浓度为2 mmol/L、Bi2MoO6投加量为0.6 g/L、pH为11时,光照60 min后MB降解率可达99%。中性和碱性pH条件下MB均可有效降解,碱性初始pH更有利于反应体系降解MB。Cl~-对MB的降解有促进作用,而NO_3~-、CO_3~(2-)、腐殖酸均对MB的降解有抑制作用。自由基猝灭实验结果表明,光/Bi_2MoO_6/PS体系中的主要活性物种为h~+、SO_4~(·-)、·OH。研究结果可为探索新型非均相催化剂协同PS降解染料废水提供一定应用参考。     

VUV/O_3降解选矿药剂酯-105的实验研究

针对选矿废水残留大量浮选药剂、成分复杂,制约了矿山废水回用的问题,采用VUV/O_3的方法研究处理含酯-105的选矿模拟废水。结果表明,同等反应条件下,15 min内3种工艺对酯-105废水的降解效果为VUV/O_3 O_3 VUV。在VUV光源功率15 W,溶液初始pH=10,O_3的质量流量为6 g/h,反应10 min后,VUV/O_3对酯-105废水的降解效果最好,降解率达到98.71%;6种共存离子对VUV/O_3降解酯-105废水的影响作用大小为Ca~(2+)CO_3~(2-)SO_4~(2-)SiO_3~(2-)Cl~-(Na~+)。VUV/O_3在降解酯-105废水的过程中,HO·对酯-105废水的降解起主要作用,反应20 min后,溶液中TOC的降解率达到平衡,TOC的质量浓度下降了4.48 mg/L。由此可见,利用VUV/O_3技术对酯-105进行处理,高效可行,且无二次污染。     

煤化工废水中无机阴离子的检测方法研究

建立了离子色谱法同时分离检测煤化工废水中F~-、Cl~-、NO_3~-、NO_2~-、Br~-、SO_4~(2-)、PO_4~(3-)共7种无机阴离子浓度的分析方法。采用Ion Pac AS14离子色谱柱对煤化工废水进行分离,Na_2CO_3和NaHCO_3为淋洗液。结果表明,F~-、Cl~-、NO_3~-、SO_4~(2-)检出限分别为0.03、0.21、0.55、0.86 mg/L,加标回收率为95%～104%,相对标准偏差(RSD)小于3%。该方法具有灵敏度高、操作简便、结果准确、重现性好等优势,适合于煤化工废水中无机阴离子的检测。     

硫酸根自由基对甲基橙的处理效果及机理

以甲基橙为目标物,研究基于硫酸根自由基的高级氧化技术对甲基橙的降解效果,同时分析pH及各类阴离子对甲基橙降解效果的影响。结果表明,n(过硫酸盐)∶n(甲基橙)为12、反应120 min后,甲基橙去除率达到51%。加入亚铁能极大加速甲基橙的去除率,n(甲基橙)∶n(Fe~(2+))∶n(S_2O_8~(2-))为1∶4∶12时,反应120 min后甲基橙去除率比单独过硫酸盐体系提高26%,前5 min甲基橙去除率即可达到42%。pH对Fe~(2+)/S_2O_8~(2-)体系或单独S_2O_8~(2-)体系降解甲基橙的影响较小。溶液中的NO_3~-对Fe~(2+)/S_2O_8~(2-)体系降解甲基橙基本无影响。Cl~-、H_2PO_4~-、CO_3~(2-)或HCO_3~-对Fe~(2+)/S_2O_8~(2-)体系降解甲基橙均有一定程度的抑制作用,且整体呈现抑制作用随阴离子浓度升高而增大的趋势。     

紫外/过硫酸盐工艺对水中萘普生的降解效果

探讨紫外/过硫酸盐(UV/PS)工艺在不同条件下对水中萘普生(NPX)的降解效果。紫外光(UV)对NPX的直接光解效率有限,UV/PS工艺由于形成了高活性硫酸根自由基(SO_4~(·-)),对NPX的降解速率大大增强。UV/PS工艺中,NPX在不同条件下的降解过程均符合拟一级动力学反应方程,其反应速率常数(k)随着过硫酸盐初始浓度的增加而线性增加,酸性条件下有利于NPX的降解。此外,Cl~-与HCO_3~-在一定程度上均能够促进NPX降解;腐植酸(HA)在UV/PS工艺中表现出了明显的抑制作用。较低的矿化效率表明,NPX的降解产物与其母体化合物相比,更难于在UV/PS工艺中去除。     

芬顿法氧化降解水中茜素红的研究

研究了芬顿法对水中偶氮染料茜素红氧化降解过程。考察了溶液的pH值、不同H_2O_2/Fe~(2+)摩尔比、H_2O_2/Fe~(2+)投加量、染料初始浓度对茜素红降解效果的影响。结果表明:茜素红初始浓度为20 mg/L,在pH值为3、H_2O_2和Fe~(2+)投加量分别为0.5 mmol/L和0.1 mmol/L的最佳条件下,反应30 min后茜素红的降解率达到最大值65.48%。Cl~-对茜素红在芬顿体系中的降解表现明显的抑制作用,SO_4~(2-)和NO_3~-的存在降低了芬顿试剂的氧化性能,也阻碍了茜素红的降解。     

Fe~(2+)/HSO_3~-和Fe~(2+)/S_2O_8~(2-)体系降解双氯酚酸研究

研究采用Fe~(2+)/S_2O_8~(2-)和Fe~(2+)/HSO_3~-两体系降解水中双氯酚酸(DCF)。结果表明,S_2O_8~(2-)、HSO_3~-与催化剂Fe~(2+)的优化摩尔比分别为1:1和10:1,反应5 min,DCF的降解率分别可达90%、100%。在Fe~(2+)/S_2O_8~(2-)体系中,Cl~-可促进DCF降解,富里酸(FA)、草酸跟、柠檬酸根和磷酸根则有轻微抑制作用;而在Fe~(2+)/HSO_3~-体系中,Cl~-对DCF降解有轻微抑制作用,FA和4种常见铁离子配体则呈现明显抑制。SO_4~(·-)是两体系的主要活性自由基,Fe~(2+)/HSO_3~-体系中,SO_3~(·-)和SO_5~(·-)对DCF的降解也有一定作用。在Fe~(2+)/S_2O_8~(2-)体系中,几乎无脱氯反应发生;而在Fe~(2+)/HSO_3~-体系中,则呈现较好的脱氯效率。     

UV/Fenton-Fe~0技术降解盐酸副品红的研究

采用基于Fe~0的非均相UV/Fenton技术对水中盐酸副品红(BR9)的去除效果和主要影响因素进行了研究。结果表明:当pH=3.0,Fe~025 mg/L,H_2O_2 34 mg/L时,1 min后BR9的去除率达93.4%,反应符合伪一级降解动力学;初始BR9浓度升高,反应速率降低,BR9绝对去除量增加。pH升高,BR9去除率降低,pH3时,BR9去除率70%;水中少量天然有机物(TOC 5~10 mg/L)和常见无机阴离子(Cl~-、SO_4~(2-)和NO_3~-)均抑制了体系对BR9的降解;自由基抑制实验证实降解过程符合羟基自由基(·OH)氧化机理。     

真空紫外/曝气氧化降解苯甲羟肟酸模拟废水

以真空紫外/曝气(vacuum ultraviolet/air,VUV/air)降解模拟废水中的苯甲羟肟酸为研究对象,考察了废水p H、曝气量、污染物初始浓度及共存阴离子等因素对VUV/air降解苯甲羟肟酸效果的影响。实验结果表明:在VUV光源功率10W、苯甲羟肟酸初始浓度30mg/L、废水初始p H=4、曝气量0.6L/min、反应时间120min的条件下,VUV/air对苯甲羟肟酸模拟废水的降解效果最好,降解率为78.89%;其中共存阴离子对VUV/air降解苯甲羟肟酸的影响作用大小顺序依次为:SiO_3~(2–)HCO_3~–CO_3~(2–)SO_4~(2–)Cl~–。通过对VUV/air降解苯甲羟肟酸的机理分析研究发现,VUV/air降解苯甲羟肟酸的过程中起主要作用的是直接光降解和真空紫外产生的羟基自由基氧化分解。VUV/air降解废水中苯甲羟肟酸的行为符合一级动力学方程ln(C_t/C_0)=-kt。     

不同离子对铁铜双金属微电解处理磺胺甲恶唑的影响

以抗生素磺胺甲恶唑(SMZ)为目标污染物,研究SO_4~(2-)、Cl~-、NO_3~-、NO_2~-、PO3-4、NH4和Ca2+等不同离子及其含量对铁铜双金属微电解处理SMZ的影响。结果表明,SO_4~(2-)对SMZ去除率没有明显影响,低含量Cl-、高含量NO_3~-、NO_2~-和NH+4能提高SMZ去除率,但高含量Cl-和低含量NO3-4、PO3-4和Ca2+会抑制SMZ去除。